نگاهی به 3 منبع انرژی ارزان و پاک

به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،

گلناز روستایی: 

 انرژی آب

سهراب سپهری، شاعر بلندآوازه ایران عزیزمان، شعری دارد که در بخشی از آن چنین می‌گوید: آب را گِل نکنیم. آب کیمیای زندگی بشر است. آب، راز بزرگ پا‌گرفتن حیات روی این سیاره است. آب آن‌چنان مهم است که داشتن آن در جهان امروز مزیت اکولوژیکی و نداشتن آن بحران است. آب یعنی بقا و نبود آب یعنی فنا. آب مایعی شگفت‌انگیز است و ویژگی‌هایی دارد که می‌توان از آن برای بسیاری کارها استفاده کرد. زمانی از آب برای کشاورزی استفاده می‌کردند و می‌کنند و خواهند کرد. زمانی هم از آن برای جابه‌جایی میان قاره‌ها. اما اینکه از آب برای تولید انرژی استفاده کنیم، قدمت زیادی دارد؛ هم در ایران و هم در جهان. مثلا از روتور آبی برای تبدیل به کار مکانیکی استفاده می‌کردند؛ اما اینکه از آب برای تولید برق بهره گیرند، عمر زیادی ندارد. برخلاف باد،‌ آب را می‌توان پشت سازه‌هایی که سد نام دارد، ذخیره کرد و از خروجی آن برق تولید کرد. درواقع سدها چندمنظوره بودند و یکی از اهداف‌شان تولید برق بود. بشر یاد گرفت که نیروگاه‌هایی بسازد که به آن برق‌آبی می‌گویند و می‌توانند تا صد سال کار کنند. نیروگاه‌هایی که هزینه ساخت و عملیاتی‌شان و نیز نگهداری‌شان پایین است. در ایران موارد زیادی از این دست نیروگاه‌ها داریم. این رده از نیروگاه‌ها که انرژی برق‌‌‌‌‌آبی تولید می‌کنند، محدودیت‌هایی هم دارند که مهم‌ترین آن دسترسی به منابع آبی است. همچنین سبب تخریب اکوسیستم هم می‌شوند که بحثی جدی است و ایران با ساختن سدهای زیاد هم‌اکنون با این چالش روبه‌روست.

انرژی زمین‌گرمایی

نوع دیگری از تولید انرژی، زمین‌گرمایی نام دارد. دلیل این نام‌گذاری به سرشت آن بازمی‌گردد. زمین سومین سیاره سامانه خورشیدی است و ساختار درونی آن به‌ گونه‌ای است که از لایه‌های گوناگونی ساخته شده است. در عمق زمین و در مرکز آن یک مغزه داغ گدازان داریم که دمای آن چهار هزار درجه کلوین است. از یاد نبریم که حتی دمای عمق زمین از دمای سطح خورشید تا حدود دو هزار درجه کمتر است. دقیق‌تر بگویم، هسته یا مغزه زمین از دو بخش درونی و برونی تشکیل شده است که هر دو داغ و سوزان و گدازان هستند. مغزه یا هسته درونی جامد خمیری‌گون است و برونی روان‌تر و به مایع‌گون بودن نزدیک‌تر است. این مرکز داغ در قلب سیاره سبب شده تا مانند یک منبع حرارتی عمل کند و همان‌طور که گرما به سمت بالا می‌آید، در عمق صد تا 80 کیلومتری دما اگرچه تا هزارو 200 و حتی 600 افت می‌کند؛ اما کماکان داغ و قابل بهره‌برداری است. به طور میانگین، میزان انتشار حرارت از سطح زمین که از دل همان گرمای مرکزی می‌آید، در حدود 80 الی 84 میلی‌وات در واحد سطح است و در کل سیاره معادل 42 میلیون مگاوات. این میزان حرارت سبب بسیاری از پدیده‌های زمین‌شناختی است که از جزئیات آن عبور می‌کنیم. اما آنچه برای ما مهم است،‌ تولید برق از این انرژی است. انرژی زمین‌گرمایی برخلاف بادی و خورشیدی و حتی آبی، محدود به فصل و زمان و شرایط خاص نیست. این انرژی به شرط داشتن امکانات بدون وقفه قابل بهره‌برداری است. قیمت تمام‌شده آن هم در مقایسه با انرژی فسیلی یا حتی برخی انرژی‌های نو، نسبتا ارزان است. نیروگاه‌های زمین‌گرمایی در مقایسه با مزارع خورشیدی و بادی جای کمتری را هم اشغال می‌کند. محدودیتی که این نوع انرژی دارد، مکان‌یابی درست آن است که باید در بخش‌هایی باشد که در صفحات تکتونیکی زمین اجراشدنی باشد. هزینه‌های حفاری هم نسبتا گران است اما در آینده فناوری، آن را ارزان‌تر خواهد کرد. همچنین مقدار کمی گاز سمی هم آزاد می‌کند. این نوع انرژی چندان در ایران پا نگرفته ولی در برخی کشورها از‌جمله ایسلند بسیار پرکاربرد است و بخشی از تولید برق را بر‌عهده دارد. انرژی زمین‌گرمایی در کنار تولید برق می‌تواند در صنعت گردشگری هم مفید باشد، زیرا در کنارش می‌توان چشمه‌های آب گرم درست کرد که بسیار مورد علاقه مردم است.

 انرژی زیست‌توده

تولید انرژی از زیست‌توده هم از آن موضوعاتی است که آینده‌ روشنی دارد. ابتدا باید بگویم که واژه زیست‌توده یا بایومس از دو بخش تشکیل شده است. بایو به خاستگاه زیستی و موجود زنده‌ای اشاره دارد و مس به توده‌ای از آن موجود زنده که امکان انبارش و تراکم‌سازی و انجام کار روی آن وجود دارد. در کنار زیست‌توده یا بایومس واژه‌ دیگری داریم که به آن بایوفیول یا زیست‌سوخت می‌گویند و نباید با زیست‌توده اشتباه شود. زیست‌سوخت مایع است اما زیست‌توده از بقایای موجودات زنده جامد به دست می‌آید. باز باید به این نکته اشاره کنم که مفهوم موجود زنده در بایومس بسیار گسترده است و از مفهوم انتزاعی آن در زیست‌شناسی کلاسیک باید کمی فاصله گرفت. شاید حتی بتوان گفت بایو در این چارچوب به معنای خاستگاه زیستی است. زیست‌توده ماده‌ای است که اخیرا زنده بوده ولی هم‌اکنون مرده است. از این ماده برای تولید انرژی استفاده می‌شود. نمونه‌های زیست‌توده عبارت‌اند از: چوب، بقایای چوبی، محصولات انرژی‌زا، بقایای کشاورزی مانند کاه و زباله یا پسماندهای آلی. چوب و بقایای چوبی بزرگ‌ترین منبع زیست‌توده‌اند. خود چوب را می‌توان مستقیم با سوزاندن به سوخت تبدیل کرد و از آن انرژی گرفت یا به شکل قرص چوب درآورد. گیاهان دیگری هم می‌توانند به‌عنوان سوخت استفاده شوند، مانند ذرت، علف‌ها یا بامبو. مواد اولیه زباله‌های خانگی، ضایعات چوب و پسماندهای کشاورزی همگی در زمره زیست‌توده‌اند که با سوزاندن می‌توان انرژی برقی از آن گرفت. یکی از کارهایی که انجام می‌شود، ارتقای زیست‌توده خام به سوخت‌های با درجه بالاتر است که با روش‌های حرارتی و شیمیایی و بیوشیمیایی صورت می‌گیرد. تولید انرژی از زیست‌توده معایبی هم دارد؛ ازجمله انحراف کشاورزان از تولید مواد غذایی به سمت تولید ماده زیست‌توده‌ای و نیز تولید گاز دی‌اکسید کربن. همچنین برای رشد چوب یا گیاهان زیست‌توده‌ای باید آب مصرف شود که خودش معضل به شمار می‌رود. همچنین انرژی تولیدی از زیست‌توده اگرچه سبب می‌شود که پسماندهای گسترده‌ای از زندگی مدرن دوباره بازیافت و به کار گرفته شود؛ اما راندمان آن پایین است.

این یادداشت، سومین و آخرین یادداشت من درباره صورت‌های مختلف انرژی بود. در این سه یادداشت تلاش کردم معرفی کوتاه و مفیدی از هفت نوع منشأ انرژی در زمین ارائه کنم. اما موضوع مهمی که باید به اندازه تولید انرژی به آن بها دهیم، مدیریت مصرف آن انرژی است که در یادداشتی دیگر درباره‌اش خواهم گفت. بدون مدیریت منابع، بیشترین منبع‌ها هم خیلی زود تمام می‌شوند. همان‌طور که تجربه نشان داده بدون مدیریت منابع مالی یا آبی، میلیاردها تومان پول و هزاران هزار لیتر آب گویی دود می‌شود و به هوا می‌رود.